机电控制工程基础作业-1.doc

机电控制工程基础第1次作业第1章一、简答1什么是自动控制？ 2控制系统的基本要求有哪些？3什么是自动控制系统？4反馈控制系统是指什么反馈？5什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？6什么叫做反馈控制系统？7控制系统按其结构可分为哪3类？8举例说明什么是随动系统。9自动控制技术具有什么优点？10对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？二、判断1自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 2系统的动态性能指标主要有调节时间和超调量，稳态性能指标为稳态误差。 3如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响时，这样的系统就称为开环控制系统。 4凡是系统的输出端与输入端间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有直接影响的系统，叫做闭环系统。 5无静差系统的特点是当被控制量与给定值不相等时，系统才能稳定。 6对于一个闭环自动控制系统，如果其暂态过程不稳定，系统可以工作。 7叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。8线性微分方程的各项系数为常数时，称为定常系统。 第2章一、简答1什么是数学模型？2建立控制系统数学模型的主要方法哪些？3什么是系统的传递函数？4单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则其闭环传递函数是什么？5二阶闭环系统传递函数标准型是什么？其中的变量有什么含义？6微分环节和积分环节的传递函数表达式各是什么？7振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换，输出量具有振荡的性质。设振荡环节的输出量为xc，输入量为xr，其运动方程式和传递函数是什么？ 二、判断 1 传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。 2对于非线性函数的线性化方法有两种：一种方法是在一定条件下，忽略非线性因素。另一种方法就是切线法，或称微小偏差法。 3在自动控制系统中，用来描述系统内在规律的数学模型有许多不同的形式，在以单输入、单输出系统为研究目标的经典控制理论中，常用的模型有微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性等。 4. 控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。 5传递函数是复变量s的有理真分式，分母多项式的次数n高于分子多项式的次数m，而且其所有系数均为实数。6在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。7传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统不能有相同的传递函数。 8自然界中真正的线性系统是不存在的。许多机电系统、液压系统、气动系统等，在变量之间都包含着非线性关系。 9实际的物理系统都是线性的系统。 10 某环节的输出量与输入量的关系为，K是一个常数，则称其为惯性环节。11.惯性环节的时间常数越大，则系统的快速性越好。 12系统的传递函数分母中的最高阶若为n，则称系统为n阶系统13已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则。14线性化是相对某一额定工作点进行的。工作点不同，得到线性化微分方程的系数也不同。15若使线性化具有足够精度，调节过程中变量偏离工作点的偏差信号必须足够小。三、设某系统可用下列一阶微分方程近似描述，在零初始条件下，试确定该系统的传递函数。四、如图所示为一具有弹簧、阻尼器的机械平移系统。当外力作用于系统时，系统产生位移为xo。求该系统以xi(t)为输入量，xo(t)为输出量的运动微分方程式。 （五、下图为一具有电阻电感电容的无源网络，求以电压u为输入，uc为输出的系统微分方程式。 六、简化下图所示系统的结构图，求系统的闭环传递函数。七、如图所示的电网络系统，其中ui为输入电压，uo为输出电压，试写出此系统的微分方程和传递函数表达式。 八、在齿轮传动中，若忽略啮合间隙，则主动齿轮输入转速n1和从动齿轮输出转速n2之间的关系为n2=Z1.n1/Z2，求其传递函数。G(s)=N2(s)/N1(s)=Z1/Z2式中 ZlZ2主动齿轮齿数和从动齿轮齿数之比。九、下图所示RC网络，输入为电压ur，输出为电压uc，求其传递函数。